(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵盤楽器本体に配置されて演奏者の演奏操作に伴って支点を中心に所定のストローク範囲内で往復方向に回動するペダルと、前記ペダルの動作を検出する動作検出手段と、前記ペダルに対して外力を加える第１の駆動手段と、前記動作検出手段からの検出結果に応じた演奏反力が前記ペダルに発生するように前記駆動手段を制御する力覚制御手段と、が設けられた力覚制御装置において、
前記演奏者が演奏中に接触している部材、又は、前記演奏者が演奏中に身に付けることができる部材、である接触部材と、
前記接触部材に駆動力を与える第２の駆動手段と、
前記動作検出手段によって検出された前記ペダルの位置が前記ペダルの前記ストローク範囲のうちのハーフペダル領域の始まり位置と終わり位置とにあるときにのみ、前記第２の駆動手段を制御して前記接触部材に対して振動を与えてその旨を前記演奏者に報知する報知制御手段と、を備え、
前記ハーフペダル領域は、ペダル踏み込み初期領域及びペダル踏み込み後期領域に挟まれた領域であって前記ペダル踏み込み初期領域及び前記ペダル踏み込み後期領域と比較して前記ペダルの変位量に対する前記ペダルに発生する反力の変化率が大きい領域である
ことを特徴とする力覚制御装置。
【請求項２】
前記接触部材が、前記ペダルで構成され、
前記第２の駆動手段が、前記第１の駆動手段で構成され、
前記報知制御手段が、前記力覚制御手段で構成され、そして、
前記力覚制御手段が、前記動作検出手段によって検出された前記ペダルの位置が前記ペダルの前記ストローク範囲のうちのハーフペダル領域の始まり位置と終わり位置とにあるときにのみ、前記動作検出手段からの検出結果に応じた演奏反力に加えて増加してピークに達した後減少するような報知反力が前記ペダルに発生するように前記第１の駆動手段を制御してその旨を演奏者に報知するように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の力覚制御装置。
【請求項３】
前記ペダルの動作、及び、前記駆動手段によって前記ペダルに加える外力に関する外力情報、を対応付けた制御テーブルが記憶されると共に、前記外力情報に前記報知反力が加えられていない通常制御テーブル、及び、前記外力情報に前記報知反力が加えられている教習制御テーブル、が記憶される制御テーブル記憶手段と、
前記演奏者による設定操作子の操作に応じて前記通常制御テーブル及び前記教習制御テーブルの何れか一つを選択する制御テーブル選択手段と、が設けられ、
前記力覚制御手段が、前記制御テーブル選択手段により選択された制御テーブルから前記動作検出手段により検出された動作に対応する前記外力情報を求めて、その求めた外力情報に基づいて前記第１の駆動手段を制御するように設定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の力覚制御装置。
【請求項４】
前記接触部材が、ペダルで構成され、
前記第２の駆動手段が、前記第１の駆動手段とは別に前記ペダルに設けられ、
前記報知制御手段が、前記動作検出手段によって検出されたペダルの位置が前記ペダルの前記ストローク範囲のうちのハーフペダル領域の始まり位置と終わり位置とにあるときにのみ前記第２の駆動手段を制御して前記ペダルに対して振動を与えてその旨を報知するように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の力覚制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演奏操作子、例えばペダルの力覚制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、アコースティックピアノ（以下『生ピアノ』）は、打鍵に応じてハンマを弦に打ちつけ、音を発生する構造を有している。生ピアノが発生する音は、打鍵の強弱やスピードによってその響き方や大きさが異なる。また、生ピアノには、音の余韻をコントロールするためのペダルが搭載されている。グランドピアノを例に取ると、ダンパペダル、ソステヌートペダル、シフトペダルである。これらペダルは、演奏者の踏込操作（＝演奏操作）に伴って鍵盤楽器本体に設けた支点を中心に回動する。
【０００３】
これらのうちダンパペダル（以下単にペダル）は、ピアノの弦の振動を止めるためのダンパを制御するペダルであり、最も使用頻度が高い。ここで、ダンパは、弦と一対一に対応しており、通常、打鍵に応じて弦から離れ、離鍵に応じて弦を押さえて音の響きを止める。そして、各ダンパは、幾つかの連結部を介してペダルに接続されている。これらの連結部には、いわゆる遊びが設けられている。このため、ペダルを浅く踏み込んだとしても、その動作はダンパに伝達されない。しかしながら、ペダルが深く踏み込まれると、全ての弦についてダンパが解放され、鍵から指を離してもダンパによる止音は行われず、打鍵した全ての音が残る。この場合、打鍵されていない鍵に対応する弦を含めた全ての弦が共振し、倍音が鮮明に響くようになっている。このように、ダンパペダルによってダンパを操作することにより、音に様々な表情を与えることができる。
【０００４】
従って、ペダルの初期位置からの変位（＝回動）に伴って、図５に示すような反力（＝ペダルの復帰方向の力、演奏者の足にかかる荷重）がペダルに発生する。即ち、ペダルの踏み込みが浅くその動作がダンパに伝達されない間はペダルの初期位置からの変位量の増加に対して緩やかに反力が増加する。さらにペダルが踏み込まれてダンパが弦から離れ始めるとペダルの変位量の増加に対するペダルに発生する反力が急激に増加する。またさらにペダルが踏み込まれてダンパが完全に弦から離れると再びペダルの変位量の増加に対して緩やかに反力が増加する。その後、ダンパがストッパに当たると反力が再び急増する。ペダルの変位量に対するペダルに発生する反力特性は、図５に示すように、ヒステリシスを持っていて、ペダルを戻すときはペダルを踏み込むときとは異なる経路となる。
【０００５】
上述したように、ペダルの変位量に応じて反力が急増する領域ＡHは、所謂『ハーフペダル領域』といわれる。このハーフペダル領域ＡHは、ダンパが弦を僅かに拘束する領域である。このハーフペダル領域ＡHは、ペダルの踏み込みが浅くその動作がダンパに伝達されないペダル踏み込み初期領域Ａ１（以下初期領域Ａ１）及びダンパが弦から完全に離れてからストッパに当たるまでのペダル踏み込み後期領域Ａ２（以下後期領域Ａ２）に比べてペダルに発生する反力の変化率が大きい。このハーフペダル領域ＡHは音楽変化に対して非常に重要な領域である。上級演奏者は、上述した反力の急増を感じとってハーフペダル領域ＡHを認識して、そのハーフペダル領域ＡH内でペダルの変位量を複数段階で調整し、弦に対するダンパの接触度合いを変化させることで、音色、響きをコントロールすることが知られている。
【０００６】
以上のような生ピアノの音色、操作性、外観を擬似的に再現した電子楽器として電子ピアノがある。この電子ピアノは、鍵盤の操作に応じて電子音源部から発音させる構造となっていて、弦を有さない。このため、生ピアノに比べて比較的安価であるため、近年急速に普及している。上述したように電子ピアノは、弦を有さないので、そのペダル構造は生ピアノとは異なっている。このような、従来の電子ピアノにおけるペダルの構造については、例えば特許文献１に開示された電子鍵盤楽器用ペダルユニット、特許文献２に開示された電子鍵盤楽器のペダル装置などが提案されている。
【０００７】
上述した特許文献１に開示された電子鍵盤楽器用ペダルユニットは、ペダル踏み込み時に反力（復帰力）が働くように、ペダルがバネによって付勢されている。また、特許文献２に開示された電子鍵盤楽器のペダル装置は、第１の付勢部材に加えて、第２の付勢部材とレバーなどによって、ペダルの変位量に応じた反力の変化率が１段階変化するものである。
【０００８】
しかしながら、従来の特許文献１に開示された電子鍵盤楽器用ペダルユニットは、反力の変化率が一定であり変化がない。また、特許文献２に開示された電子鍵盤楽器のペダル装置は、段階的に反力の変化率を変化させることができるが、その変化は単一的であり、生ピアノのペダルに発生する反力変化とは異なっている。そこで、特許文献３に記載されている技術をペダルに適用することが考えられる。即ち、生ピアノと同様の反力変化がペダルに発生するようにアクチュエータ７によりペダルに外力を加えることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、上述したように生ピアノと同等の反力変化をペダルに発生するだけでは、初心者にとってはハーフペダル領域ＡHの識別が難しい、という問題があった。そこで、ペダルの変位量に応じて回転する指針によって文字盤上に表示されたハーフペダル領域ＡHを指示する表示装置が提案されている（例えば特許文献４）。しかしながら、この場合、演奏者は表示装置を見てハーフペダル領域ＡHを認識する必要がある。このため、初心者では鍵盤の操作や譜面などに集中してしまい、表示装置を見る余裕がない。即ち、初心者にとってはペダル（演奏操作子）のストローク範囲内の特定の領域であるハーフペダル領域ＡHの認識が難しい、という問題を解決できていない。
【特許文献１】特開２００１−０２２３５５号公報
【特許文献２】特開２００４−３３４００８号公報
【特許文献３】特公平７−１１１６３１号公報
【特許文献４】特開２０００−２５９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、初心者でも容易に演奏操作子のストローク範囲のうちの特定の領域を認識することができる力覚制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、鍵盤楽器本体に配置されて演奏者の演奏操作に伴って支点を中心に所定のストローク範囲内で往復方向に回動するペダルと、前記ペダルの動作を検出する動作検出手段と、前記ペダルに対して外力を加える第１の駆動手段と、前記動作検出手段からの検出結果に応じた演奏反力が前記ペダルに発生するように前記駆動手段を制御する力覚制御手段と、が設けられた力覚制御装置において、前記演奏者が演奏中に接触している部材、又は、前記演奏者が演奏中に身に付けることができる部材、である接触部材と、前記接触部材に駆動力を与える第２の駆動手段と、前記動作検出手段によって検出された前記ペダルの位置が前記ペダルの前記ストローク範囲のうちのハーフペダル領域の始まり位置と終わり位置とにあるときにのみ、前記第２の駆動手段を制御して前記接触部材に対して振動を与えてその旨を前記演奏者に報知する報知制御手段と、を備え、前記ハーフペダル領域は、ペダル踏み込み初期領域及びペダル踏み込み後期領域に挟まれた領域であって前記ペダル踏み込み初期領域及び前記ペダル踏み込み後期領域と比較して前記ペダルの変位量に対する前記ペダルに発生する反力の変化率が大きい領域であることを特徴とする力覚制御装置に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記接触部材が、前記ペダルで構成され、前記第２の駆動手段が、前記第１の駆動手段で構成され、前記報知制御手段が、前記力覚制御手段で構成され、そして、前記力覚制御手段が、前記動作検出手段によって検出された前記ペダルの位置が前記ペダルの前記ストローク範囲のうちのハーフペダル領域の始まり位置と終わり位置とにあるときにのみ、前記動作検出手段からの検出結果に応じた演奏反力に加えて増加してピークに達した後減少するような報知反力が前記ペダルに発生するように前記第１の駆動手段を制御してその旨を演奏者に報知するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の力覚制御装置に存する。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記ペダルの動作、及び、前記駆動手段によって前記ペダルに加える外力に関する外力情報、を対応付けた制御テーブルが記憶されると共に、前記外力情報に前記報知反力が加えられていない通常制御テーブル、及び、前記外力情報に前記報知反力が加えられている教習制御テーブル、が記憶される制御テーブル記憶手段と、前記演奏者による設定操作子の操作に応じて前記通常制御テーブル及び前記教習制御テーブルの何れか一つを選択する制御テーブル選択手段と、が設けられ、前記力覚制御手段が、前記制御テーブル選択手段により選択された制御テーブルから前記動作検出手段により検出された動作に対応する前記外力情報を求めて、その求めた外力情報に基づいて前記第１の駆動手段を制御するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の力覚制御装置に存する。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記接触部材が、ペダルで構成され、前記第２の駆動手段が、前記第１の駆動手段とは別に前記ペダルに設けられ、前記報知制御手段が、前記動作検出手段によって検出されたペダルの位置が前記ペダルの前記ストローク範囲のうちのハーフペダル領域の始まり位置と終わり位置とにあるときにのみ前記第２の駆動手段を制御して前記ペダルに対して振動を与えてその旨を報知するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の力覚制御装置に存する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、ペダルがハーフペダル領域の初め及び終わりにあるときに接触部材が動いて触覚によりハーフペダル領域を演奏者に報知することができる。このため、初心者でも容易にペダルのストローク範囲のうちのハーフペダル領域を認識することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、演奏操作子であるペダルを接触部として流用することができる。また、第１の駆動手段を第２の駆動手段として流用することができる。このため、構成が簡単となりコストダウンを図ることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、演奏者の設定操作子の操作に応じて通常制御テーブル及び教習制御テーブルの何れかを選択することができるため、初心者にとっても熟練者にとっても使い勝手がよくなる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、演奏操作子であるペダルを接触部材として流用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１実施形態
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のペダルの力覚制御装置が組み込まれた鍵盤楽器に用いられるペダルユニットの構成を示す断面図である。図２は、図１に示すペダルユニットの部分正面図である。図１に示すペダルユニット１は、鍵盤楽器本体の足元に配置されている。以下説明において、ペダルユニット１の「上下左右前後」は演奏時の演奏者側から見た正立状態における「上下左右前後」を意味する。同図に示すように、ペダルユニット１は、ケース２と、基板３と、演奏操作子及び接触部としてのペダル４と、ガイド部５と、動作検出手段としての動作検出部６と、第１の駆動手段及び第２の駆動手段としてのアクチュエータ７と、を備えている。
【００２２】
上記ケース２は、上方に開口が設けられたケース本体部８と、ケース本体部８の開口を塞ぐケース蓋部９と、から構成されていて、内部に基板３、ペダル４、ガイド部５、動作検出部６及びアクチュエータ７が収容されている。基板３は、上記ケース２内に水平に配置されている。ペダル４は、前後方向に長尺状になるように設けられている。ペダル４は、ケース２の基板３より下側に配置されている。ペダル４は、ケース本体部８の底面上に設けられたペダル支持部１０に軸支されていて、支点Ｃ１を中心に回動する。ペダル４は、その前端がケース本体部８の前面に設けられた開口から突出するように設けられていて、演奏者が踏込操作を行えるようになっている。
【００２３】
ガイド部５は、ガイド本体部１１と、一対の規制部１２と、から構成されている。ガイド本体部１１は、ペダル４の上面に固定されている。ガイド本体部１１には、左右方向に向かって突出する半球状の突部１３が設けられている。一対の規制部１２は、ガイド本体部１１の左右方向を挟むように設けられている。ガイド部５においては、ペダル４が左右方向にブレたときにガイド本体部１１に設けた突部１３が一対の規制部１２に当接してペダル４の左右方向のブレを規制する。下限ストッパ部材１４は、点線に示すようにペダル４を踏み切ったときにペダル４と当接してペダル４の回動範囲の下限を規制するストッパである。上限ストッパ部材１５は、実線に示すようにペダル４の踏込操作が行われていない初期位置のときに上述したガイド本体部１１と当接してペダル４の回動範囲の上限を規制するストッパである。
【００２４】
動作検出部６は、ペダル４の動作（ペダルの位置（変位量）、速度、加速度、回動角度、角速度の何れか、あるいはこれらのうちの複数）を検出する。動作検出部６としては、例えば、回動式の抵抗体や光センサなどの位置検出センサを用いることが考えられる。なお、本実施形態では、動作検出部６は、基板３下面のペダル４と対向する位置に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
アクチュエータ７は、磁気回路１６と、プランジャ１７と、シャフト１８と、を備えている。磁気回路１６は、磁性フレーム１９、コイル２０などから構成されている。磁性フレーム１９は、軟質性体から構成されていて、その内部にコイル２０が収容されている。磁性フレーム１９は、上側が開口された受皿状のフレーム本体部２１と、フレーム本体部２１の開口部を覆うフレーム蓋部２２と、から構成されている。フレーム蓋部２２には、後述するプランジャ１７が突出する上側開口部２３と、後述するシャフト１８が突出する下側開口部２４と、が上下方向に並んで設けられている。コイル２０は、銅線などから構成されていて絶縁材料で設けられた図示しないボビンに巻回されている。
【００２６】
プランジャ１７は、軸芯が上下方向に平行になるように上述したコイル２０の中心に配置されている。プランジャ１７は、ペダル４が踏み込まれていない初期位置のときにプランジャ１７の上端がコイル２０から突出するように図示しないバネにより付勢されている。シャフト１８は、プランジャ１７の下側に固定されている。シャフト１８は、その下側の先端がフレーム本体部２１に設けた下側開口部２４及び基板３に設けた基板開口部２５から突出して、ペダル支持部１０よりも後端側のペダル４に当接している。上述したアクチュエータ７によれば、コイル２０に電流を流すとプランジャ１７をコイル２０内に引き込む力（下側に向かう力）が加えられる。これにより、プランジャ１７は、シャフト１８を介してペダル４のペダル支持部１０よりも後側に下向きの外力を加えて演奏者に反力を与える。また、コイル２０に流す電流を大きくするに従ってプランジャ１７をコイル２０内に引き込む力が大きくなり、演奏者に与える反力を大きくすることができる。
【００２７】
次に、上述した構成のペダルユニット１を組み込んだ電子鍵盤楽器２６の電気構成図について図３を参照して以下説明する。同図に示すように、電子鍵盤楽器２６は、上述した動作検出部６、駆動制御部２７、動作検出部５０、駆動制御部５１、設定操作子２８、ＲＯＭ２９、ＲＡＭ３０、タイマ３１、表示制御回路３２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３３、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）インタフェース（ＭＩＤＩＩ／Ｆ）３４、外部接続手段としての外部記憶装置３５、外部接続手段としての通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）３６、音源回路３７、及び、フラッシュメモリ３８が、バス３９を介してＣＰＵ４０にそれぞれ接続されて構成される。
【００２８】
ＣＰＵ４０は、各種制御プログラムに従って動作して電子鍵盤楽器２６全体の制御を司る。動作検出部６は、上述したようにペダル４の動作を検出し、検出した動作情報をバス３９に対して送信する。駆動制御部２７は、上記アクチュエータ７が電気的に接続されていて、バス３９から指令値を受信するとその指令値に応じた電流をアクチュエータ７のコイル２０に対して供給して、アクチュエータ７を動作させる。動作検出部５０は、鍵盤５２の動作を検出し、検出した動作情報をバス３９に対して送信する。駆動制御部５１は、鍵盤５２に外力を加えるアクチュエータ５３が接続されていて、バス３９から指令値を受信するとその指令値に応じた電流をアクチュエータ５３の図示しないコイルに対して供給して、アクチュエータ５３を動作させて鍵盤５２に反力を与える。ＲＯＭ２９は、後述するＣＰＵ４０が実行する各種制御処理プログラムや、ＳＭＦ（Standard Midi File）形式などの楽曲データが記憶されている。ＲＡＭ３０は、自動演奏データ、テキストデータなどの入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演奏結果等を一時的に記憶する。タイマ３１は、タイマ割り込み処理における割り込み時間や各種時間を計時する。
【００２９】
表示制御回路３２には例えばＬＣＤ等で構成される表示装置４１が接続されている。表示制御回路３２は、表示装置４１に楽譜や選択画面など各種情報を表示させる。ＨＤＤ３３は、後述するＣＰＵ４０の各種制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや後述する力覚制御処理に用いられる制御テーブル等を記憶する。ＲＯＭ２９に制御処理プログラムが記憶されていない場合には、このＨＤＤ３３内のハードディスクに制御処理プログラムを記憶させておき、それをＲＡＭ３０に読み込むことにより、ＲＯＭ２９に制御処理プログラムを記憶している場合と同様の動作をＣＰＵ４０にさせることができる。このようにすると、制御処理プログラムの追加やバージョンアップ等を行うことができる。
【００３０】
ＭＩＤＩＩ／Ｆ３４には他のＭＩＤＩ機器４２が接続されている。ＭＩＤＩＩ／Ｆ３４は、他のＭＩＤＩ機器４２などの外部装置からＭＩＤＩ信号を入力したり、ＭＩＤＩ信号を外部装置に出力したりする。外部記憶装置３５は、外部の記憶媒体と接続してドライブする装置である。通信Ｉ／Ｆ３６には、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）やインターネット、電話回線等の通信ネットワーク４３を介してサーバ装置４４が接続されている。また、通信Ｉ／Ｆ３６には、パーソナルコンピュータ等の外部装置４５が接続されている。
【００３１】
通信Ｉ／Ｆ３６は、サーバ装置４４からＣＰＵ４０が行う制御処理プログラムや後述する制御テーブルなどをダウンロードするために用いられる。ＣＰＵ４０は、通信Ｉ／Ｆ３６及び通信ネットワーク４３を介してサーバ装置４４へと制御処理プログラムや制御テーブルなどのダウンロードを要求するコマンドを送信する。サーバ装置４４は、このコマンドを受け、要求された制御処理プラグラムや後述する制御テーブルなどを通信ネットワーク４３、通信Ｉ／Ｆ３６を介してバス３９に送信する。ＣＰＵ４０が、これらの制御処理プログラムや制御テーブルを受け取ると、それらをＨＤＤ３３内のハードディスクに蓄積することにより、ダウンロードが完了する。また、通信Ｉ／Ｆ３６は外部装置４５に接続されて、電子鍵盤楽器２６は外部装置４５から制御処理プログラムや制御テーブルを受信することもできる。
【００３２】
音源回路３７には、音声出力部４６が接続されている。音源回路３７は、ＣＰＵ４０が鍵盤５２の操作に応じて出力する楽曲データを楽音信号に変換して、音声出力部４６に出力する。音声出力部４６は、ＤＡＣやアンプ、スピーカ等から構成されていて、音源回路３７から出力された楽音信号に応じた音を出力する。フラッシュメモリ３８は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等で構成されている。フラッシュメモリ３８は楽曲データの再記憶や後述する制御テーブルなどの楽曲データの記憶を行える。
【００３３】
次に、上述した力覚制御に用いられる通常制御テーブル、通常出力テーブル、教習制御テーブル、教習出力テーブルについて図４〜図６を参照して説明する。図４に示すように、フラッシュメモリ３８やＨＤＤ３３などの電子鍵盤楽器２６内のメモリには、通常制御タイプＴA1〜ＴANの通常制御テーブル及び通常出力テーブルが互いに対応付けられて記憶されている。また、教習制御タイプＴB1〜ＴBNの教習制御テーブル及び教習出力テーブルが互いに対応付けられて記憶されている。
【００３４】
まず、通常制御タイプＴA1〜ＴANの通常制御テーブルについて説明する。この通常制御テーブルを選択すると、図５に示すようなペダルの変位量に対するペダルに発生する反力が再現される。即ち、通常制御テーブルは各々、初期領域Ａ１、ハーフペダル領域ＡH、後期領域Ａ２を再現するように、ペダル４の動作（変位量、速度）とアクチュエータ７によってぺダル４に加える反力とを対応付けたテーブルである。初期領域Ａ１、ハーフペダル領域ＡH、後期領域Ａ２については上述した背景技術で既に説明してあるのでその詳細な説明は省略する。各通常制御テーブルは、ペダル４が下限ストッパ部１４に当接する変位量〜最大変位量までの領域Ａ３では、反力は下限ストッパ部１４との当接によって発生されるため、反力の変化率が０もしくはマイナスになるように設定されていてもよい。また、各通常制御テーブルにおいて、ペダル４を踏み込むとき（押す）と戻すときとでは、図５に示すように、変位量に対する反力が異なるヒステリシスを持つように、ペダル４の動作（変位量、速度）とアクチュエータ７によってペダル４に加える反力とが対応付けられている。
【００３５】
生ピアノにおいて、ペダル４の変位量とペダル４に発生する反力との関係は、例えばペダル４の速度によって変わる。そこで、各通常制御テーブルを構成するテーブル部は、例えばペダル４の速度毎に設けられている。また、ヤマハやベーゼンドルファーなどの生ピアノの種類によって、ペダル４の変位量とペダル４に発生する反力との関係、特に変位量に対するハーフペダル領域ＡＨの位置やハーフペダル領域ＡＨの変化率の大きさなどが変わる。そこで、通常制御タイプＴA1〜ＴANは生ピアノの種類毎に設けられている。
【００３６】
次に、教習制御タイプＴB1〜ＴBNの教習制御テーブルについて説明する。この教習制御テーブルを選択すると、図６に示すようなペダルの変位量に対するペダルに発生する反力が再現される。即ち、教習制御テーブルは各々、初期領域Ａ１、ハーフペダル領域ＡH、後期領域Ａ２を再現するように、ペダル４の動作（変位量、速度）とアクチュエータ７によってぺダル４に加える反力とを対応付けたテーブルである。この教習制御テーブルと上述した通常制御テーブルとが大きく異なる点は、上述した通常制御テーブルに示されたアクチュエータ７によってペダル４に加える反力に報知反力Ｎ１、Ｎ２が加えられている点である。報知反力Ｎ１は、ペダル４の変位量がストローク範囲のうちのハーフペダル領域ＡHの始まり位置（予め定めた位置）にあるときにピークに達した後減少するような反力を２回繰り返すような反力である。報知反力Ｎ２は、ペダル４の変位量がストローク範囲のうちのハーフペダル領域ＡHの終わり位置（予め定めた位置）にあるときにピークに達した後減少する反力を３回繰り返すような反力である。報知反力Ｎ１、Ｎ２の繰り返しを異ならせているのは、ハーフペダル領域ＡHの始まり位置、終わり位置の区別を容易にするためである。また、通常出力テーブル及び教習出力テーブルは、上述したペダル４に加える反力に対応するアクチュエータ７に出力する指令値を示すテーブルである。
【００３７】
なお、上述した通常制御テーブル、通常出力テーブル、教習制御テーブル、教習出力テーブルは、予め電子鍵盤楽器２６内のメモリ（例えばＲＯＭ２９）に記憶しておいてもよい。また、格納手段として働くＣＰＵ４０によって外部記憶装置３５に接続された記憶媒体に記憶された通常制御テーブル、通常出力テーブル、教習制御テーブル、教習出力テーブルを電子鍵盤楽器２６内のメモリ（例えばＨＤＤ３３、フラッシュメモリ３８）に格納するようにしてもよい。また、ＣＰＵ４０によって、通信ネットワーク４３を介してサーバ装置４４から送信された通常制御テーブル、通常出力テーブル、教習制御テーブル、教習出力テーブルを電子鍵盤楽器２６内のメモリ（例えばＨＤＤ３３、フラッシュメモリ３８）記憶してもよい。以上のことから明らかなように、通常制御テーブル、通常出力テーブル、教習制御テーブル及び教習出力テーブルが記憶されている電子鍵盤楽器２６内のメモリが請求項中の制御テーブル記憶手段に相当する。
【００３８】
次に、上述した構成の電子鍵盤楽器２６の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。まず、電源のオンに応じてＣＰＵ４０は力覚制御処理を開始する。力覚制御処理において、ＣＰＵ４０は、制御テーブル選択手段として働き、通常制御タイプＴA1〜ＴAN及び教習制御タイプＴB1〜ＴBNの一つを選択する処理を行う（ステップＳ１）。ステップＳ１においてＣＰＵ４０は、例えば、表示制御回路３２を制御して表示装置４１にペダル４の選択画面を表示する。ペダル４の選択画面は、ヤマハ、ベーゼンドルファーなどの生ピアノの種類を演奏者に選択させる画面である。また、ペダル４の選択画面は、通常モード及び教習モードの何れか一つを選択させる画面である。
【００３９】
演奏者は、力覚選択画面を見ながら設定操作子２８を操作して生ピアノの種類と、通常モード及び教習モードの何れか１つを選択する。通常モードが選択されたならば、ＣＰＵ４０は、通常制御タイプＴA1〜ＴANのうちから選択された生ピアノの種類に対応する一つの通常制御タイプＴA1〜ＴANを選択して、選択した通常制御タイプＴA1〜ＴANをＲＡＭ３０内に読み込む。一方、教習モードが選択されたならば、ＣＰＵ４０は、教習制御タイプＴB1〜ＴBNのうちから選択された生ピアノの種類に対応する一つの教習制御タイプＴB1〜ＴBNを選択して、選択した教習制御タイプＴB1〜ＴBNをＲＡＭ３０内に読み込む。
【００４０】
次に、ＣＰＵ４０は、各種初期化処理を行った後（ステップＳ２）、動作検出部６を制御してペダル４の動作を検出させて、検出した動作情報（変位、速度、加速度、角度、角速度、踏込操作方向（押しか戻りか）の何れか、または複数）を取り込んで、取り込んだ動作情報からペダル４が初期位置にあるか否かを判断する（ステップＳ３）。ＣＰＵ４０は、ペダル４が初期位置にない場合、次のステップＳ４に進む。ステップＳ４においてＣＰＵ４０は、再び動作検出部６を制御してペダル４の動作を検出させて、検出した動作情報を取り込む。その後、ＣＰＵ４０は、ステップＳ１で選択された制御タイプＴA1〜ＴAN及びＴB1〜ＴBNの制御テーブルを構成する複数の制御テーブル部の中からステップＳ４で取り込んだ動作情報に応じた制御テーブルを選択する（ステップＳ５）。
【００４１】
本実施形態では、ステップＳ４で検出したペダル４の変位量と速度に対応する制御テーブルを選択する。次に、ＣＰＵ４０は、ステップＳ５で選択した制御テーブルを参照してステップＳ４で取り込んだ動作情報（本実施例では変位量、速度、踏込操作方向）に対応するアクチュエータ７によってペダル４に加える反力を求める（ステップＳ６）。次に、ＣＰＵ４０は、出力テーブルを参照して、ステップＳ６で求めたペダル４に加える反力に対応するアクチュエータ７に対する指令値を求める（ステップＳ７）。そして、ＣＰＵ４０は、ステップＳ７で求めた指令値を駆動制御部２７に対して出力する（ステップＳ８）。上述したステップＳ４〜Ｓ８の動作は、ペダル４が初期位置に戻るまで繰り返し行われる。
【００４２】
これにより、演奏者がペダル操作すると、選択した制御タイプＴA1〜ＴAN及びＴB1〜ＴBNに応じた反力が演奏者に加えられる。よって、通常制御タイプＴA1〜ＴANが選択された場合は、報知反力Ｎ１、Ｎ２が加えられていない通常の生ピアノのペダル４に発生する反力が与えられる。また、教習制御タイプＴB1〜ＴBNが選択された場合は、ハーフペダル領域ＡHの始まり位置と終わり位置とで報知反力Ｎ１、Ｎ２（クリック感）を演奏者に与えることができる。
【００４３】
なお、領域Ａ３ではアクチュエータ７からペダル４に与える反力は一定になるが、下限ストッパ部材１４からの反力が作用して演奏者には一点鎖線に示すような反力を与えられる。その後、ペダル４が初期位置に戻ると、ＣＰＵ４０は駆動制御部２７に対する指令値の出力をクリアした後（ステップＳ１０）、再びステップＳ３に戻る。以上の動作から明らかなように、ステップＳ４〜Ｓ８においてＣＰＵ４０は力覚制御手段、報知制御手段として働く。
【００４４】
ＣＰＵ４０は、また上述した力覚制御処理と同時に、動作検出部５０により検出された鍵盤５２の動作に応じた音が音声出力部４６から出力されるように音源回路３７を制御する音源制御処理を行う。この音源制御処理において、ＣＰＵ４０は、ペダル４の位置がハーフペダル領域ＡHにあるときにハーフペダル領域ＡHの始まり位置から終わり位置にかけて音色、響きが段階的に変化するように音源回路３７を制御する。
【００４５】
上述した電子鍵盤楽器２６によれば、教習モードを選択すると、ＣＰＵ４０が、動作検出部６によって検出されたペダル４の変位量がハーフペダル領域ＡHの始まり位置及び終わり位置にあるときに、アクチュエータ７を制御してペダル４に対して報知反力（クリック感）を与えてその旨を演奏者に報知することができる。これにより、触覚によりハーフペダル領域を演奏者に報知することができ、初心者でも容易にペダル４のハーフペダル領域ＡHを認識することができる。
【００４６】
また、上述した電子鍵盤楽器２６によれば、ＣＰＵ４０が、動作検出部６によって検出されたペダル４の変位量がハーフペダル領域ＡHの始まり位置及び終わり位置にあるときに、動作検出部６からの検出結果に応じた演奏反力に加えて報知反力Ｎ１、Ｎ２がペダル４に発生するようにアクチュエータ７を制御してその旨を演奏者に報知するように設定されている。これにより、ペダル４と報知反力が与えられる接触部とを別々に設ける必要がない。また、アクチュエータ７と、報知反力を発生させる第２の駆動手段とを別々に設ける必要がないため、構成が簡単となりコストダウンを図ることができる。
【００４７】
また、上述した電子鍵盤楽器２６によれば、ＣＰＵ４０が、選択された通常制御テーブル及び教習制御テーブルの一つから動作検出部６により検出された動作に対応する反力を求めて、その求めた反力に基づいてアクチュエータ７を制御するように設定されている。このため、演奏者の設定操作子２８の操作に応じて通常制御テーブル及び教習制御テーブルの何れかを選択することができるため、初心者にとっても熟練者にとっても使い勝手がよくなる。
【００４８】
参考例
次に、参考例における電子鍵盤楽器２６について図８を参照して説明する。第１実施形態と参考例とで大きく異なる点は、アクチュエータ７の構成と、バネ４８と、第２の駆動手段として偏心モータ５４を設けた点である。同図に示すように、アクチュエータ７は、磁気回路１６と、プランジャ１７と、シャフト１８に加えて、フランジ部４９を備えている。このフランジ部４９は、プランジャ１７の上端に設けられている。フランジ部４９は、フレーム蓋部２２に設けた上側開口部２３よりも大きくなるように設けられている。そして、プランジャ１７は、ペダル４が踏み込まれていない初期位置のときにフランジ部４９がフレーム蓋部２２に当接するように設けられている。
【００４９】
上記バネ４８は、一端がフレーム蓋部２２に固定されていて、他端がフランジ部４９に固定されている。バネ４８は、プランジャ１７を下側に押す方向に付勢する。このバネ４８によりペダル４には、図９中の点線に示すように、ペダル４の初期位置からの変位量に応じてリニアに大きくなる反力を与えることができる。よって、バネ４８で再現できない図９中の斜線で示す部分をアクチュエータ７で付与する。従って、バネ４を用いるとき、上記ペダル４の変位量に対するアクチュエータ７によりペダル４に発生させる反力の大きさは、図１０に示すようになるように、通常制御テーブルが設けられる。これにより、図９中に示すようなペダル４の変位量に応じた反力を与えることができる。このように、ペダル４の変位量が初期位置から離れるに従ってペダル４に発生させる反力が大きくなるような反力発生部材としてのバネ４８を設けることにより、アクチュエータ７がペダル４に加える反力を低減できるため、アクチュエータ７及び電子鍵盤楽器２６本体の小型化、軽量化あるいは消費電力の低減を図ることができる。なお、このバネ４８はペダル４を付勢するように設けてもよい。
【００５０】
また、参考例では上記偏心モータ５４を用いてもハーフペダル領域ＡHの報知を行う。次に、上述した構成の電子鍵盤楽器２６の動作について図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、電源のオンに応じてＣＰＵ４０は力覚制御処理を開始する。ＣＰＵ４０は、上述した第１実施形態と同様に、ステップＳ１〜Ｓ８を行う。このステップＳ１〜Ｓ８については、上述した第１実施形態と同様であるためにここでは詳細な説明は省略する。
【００５１】
ステップ８が終了した後、ＣＰＵ４０は、動作検出部６からの検出結果に基づいてペダル４の変位量がハーフペダル領域ＡH内にあるか否かを判断する（ステップＳ１１）。このとき、ペダル４の変位量がハーフペダル領域ＡH内にあれば（ステップＳ１１でＹ）、ＣＰＵ４０は、偏心モータ５４を駆動させた後（ステップＳ１２）、第１実施形態と同様にステップＳ９、Ｓ１０に進む。この偏心モータ５４の駆動によりペダル４に振動が加えられる。一方、ペダル４の変位量がハーフペダル領域ＡHになければ（ステップＳ１１でＮ）、ＣＰＵ４０は、偏心モータ５４を駆動させることなく、直ちにステップＳ９、Ｓ１０に進む。上述した参考例によれば、アクチュエータ７とは別に偏心モータ５４を用いることにより、ペダル４の変位量がハーフペダル領域ＡHにある間中ずっと偏心モータ５４によりペダル４に振動を与えることができる。これにより、第１実施形態のようにハーフペダル領域ＡHの始まり位置と終わり位置と以外でもペダル４に振動を与えて演奏者にハーフペダル領域ＡHを報知することができるため、初心者でもより簡単にハーフペダル領域を認識することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、通常制御パターン群及び教習制御パターン群の２種類の制御パターン群を例えばＨＤＤ３３内に記憶させていたが、参考例ではアクチュエータ７とは別に偏心モータ５４を設けているため、通常制御パターン群のみを電子鍵盤楽器２６内のメモリに記憶させるようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した第１実施形態では、請求項中の接触部材としてペダル４を流用していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、イスや例えば演奏者の腕などにまけるような演奏中に身に付けることができる部材に例えば無線で駆動できるような偏心モータ５４を内蔵して、ペダル４の位置がハーフペダル領域ＡHなどの予め定めた位置又は予め定めた領域にあるときに偏心モータ５４を動作させるようにしてもよい。
【００５４】
また、上述した第１実施形態では、ペダル４を動かしてハーフペダル領域ＡHなどを報知できるようにしていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、表示装置４１に図１２に示すようにペダル４の位置を表示してダンパペダルやシフトペダルのハーフペダル領域ＡH、ソステヌートペダルのＯＮ位置を報知するようにしてもよい。
【００５５】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態における本発明の力覚制御装置が組み込まれた鍵盤楽器に用いられるペダルユニットの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すペダルユニットの部分正面図である。
【図３】図１に示すペダルユニットを組み込んだ鍵盤楽器の構成を示すブロック図である。
【図４】フラッシュメモリ又はＨＤＤに記憶される通常制御タイプの通常制御テーブル及び通常出力テーブルと、教習制御タイプの教習制御テーブル及び教習出力テーブルと、を示す説明図である。
【図５】ある動作状態での通常制御テーブルが選択されたときのペダルの変位量に対するペダルに発生する反力を示すグラフである。
【図６】ある動作状態での教習制御テーブルが選択されたときのペダルの変位量に対するペダルに発生する反力を示すグラフである。
【図７】図３に示すＣＰＵの力覚制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態における本発明のペダルの力覚制御装置が組み込まれた鍵盤楽器に用いられるペダルユニットの構成を示す断面図である。
【図９】ペダルの変位量に対するバネ及びアクチュエータによりペダルに加える反力を示すグラフである。
【図１０】（Ａ）はペダルの踏み込み持の変位量に対するアクチュエータによりペダルに加える反力を示すグラフであり、（Ｂ）はペダルの戻り持の変位量に対するアクチュエータによりペダルに加える反力を示すグラフである。
【図１１】第２実施形態におけるＣＰＵの力覚制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図３の表示装置に表示させる画面を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
４…ペダル（演奏操作子、接触部材）、６…動作検出部（動作検出手段）、７…アクチュエータ（第１の駆動手段、第２の駆動手段）、２６…電子鍵盤楽器、４０…ＣＰＵ（力覚制御手段、報知制御手段）、５４…偏心モータ（第２の駆動手段）、Ｃ１…支点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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